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一、焊接接头的种类及接头型式

焊接的时候，鉴于焊件的厚度不一样，结构存在差异，使用条件也不相同，所以其接头型式以及坡口形式也是不一样的。焊接接头型式包含：对接接头，T形接头，角接接头，还有搭接接头等等。

(一)对接接头

有两件接头，其表面之间构成的夹角大于或等于一百三十五度，同时小于或等于一百八十度，这样的接头被叫做对接接头，在各个焊接结构当中它属于采用数量最多的一种接头型式。

钢板厚度在6mm以下，除重要结构外，一般不开坡口。

当厚度不一样的钢板对接时，若两板厚度差值（δ—δ1）没有超过表1—2所规定的情况，那么焊缝坡口的基本形式以及尺寸会依据较厚板的尺寸数据去选取；要是不然的话，那就需要在厚板上做出如同图1—8所展示的单面或者双面削薄；而且其削薄长度L要大于或等于3（δ—δ1）。

图1—8 不同厚度板材的对接

(a)单面削薄，　　(b)双面削薄

表1-2

(二)角接接头

呈大于30°且小于135°夹角的接头，是由两焊件端面间构成的，被称作角接接头，其情况如图1—9所示。这种接头在受力方面不太良好，会应用于非重要结构当中。

图1—9 角接接头

(a)I形坡口；　　(b)带钝边单边V形坡口

(三)T形接头

有一种接头，它是由一件的端面与另一件的表面所构成，这种构成呈现为直角、或者近似直角的状态，而这样的接头被叫做T形接头，请见图1—10。

图1—10 T形接头

(四)搭接接头

两件部分重叠构成的接头叫搭接接头，见图1—11。

图1—11 搭接接头

(a)I形坡口，　　(b)圆孔内塞焊；　　(c)长孔内角焊

根据搭接接头的结构形式以及对强度的要求，其被划分成不开坡口这种形式，还有圆孔内塞焊这种形式，以及长孔内角焊这一形式，可详见图1—11。

将I形坡口的搭接接头，用于一般厚度在12mm以下的钢板，其重叠部分要≥2(δ1+δ2)，并且是双面焊接，这种接头被用于不重要的结构之中。

倘若碰到重叠部分面积比较大的情形，能够依据板厚以及强度方面的要求，分别选用不同尺寸以及数量的，在圆孔内进行塞焊或者在长孔内角进行焊的接头型式。

二、焊缝坡口的基本形式与尺寸

(一)坡口形式

坡口依据其形状来分，有的是I形也就是不开坡口，有的是V形，有的是Y形，有的是双Y形，有的是U形，有的是双U形，有的是单边V形，有的是双单边Y形，还有的是J形等各类坡口形式。

具有V形和Y形坡口的情况之下，其进行加工以及施焊是比较方便的，原因在于不必翻转焊件，然而，焊后却是容易产生角变形的。

双 Y 形坡口是基于 V 形坡口发展而来的，当焊件厚度增加时，会采用双 Y 形取代 V 形坡口，在相同厚度情况下，能减少约 1/2 的焊缝金属量。它还可以对称施焊，焊后残余变形较小。不过其缺点是在焊接过程中需要翻转焊件，在筒形焊件内部进行施焊，这使得劳动条件变差。

在焊件厚度相同的情形下，U形坡口的填充金属量相较于V形坡口要少很多，然而，这种坡口的加工是比较复杂的。

(二)坡口的几何尺寸

(1)坡口面 待焊件上的坡口表面叫坡口面。

待加工坡口，其端面与坡口面之间，存在一个夹角，这个夹角被称作坡口面角度，而两坡口面之间，也有一个夹角，此夹角被叫做坡口角度，相关情况可参见图1—12。

将焊前在接头根部之间预留的空隙称作根部间隙，它能促使打底焊时确保根部焊透，根部间隙又被叫做装配间隙，(3)根部间隙可见图1—12。

(4)钝边，当焊件进行开坡口操作之时，沿着焊件接头坡口根部的那个端面直边部分就被称作钝边，其情况详见图1—12。钝边所具备的作用乃是防止根部出现烧穿的状况。

（5）根部半径，于J形、U形坡口底部的圆角半径称作根部半径（可见图1—12），其作用在于增大坡口根部的空间，进而达成焊透根部的目的。

图1—12 坡口的几何尺寸

三、焊接位置种类

依据GB／T3375—94《焊接术语》的规定，焊接位置，也就是熔焊时期，焊件接缝所在的空间位置，可用焊缝倾角以及焊缝转角来进行表示的。它存在着平焊位置，有之乎应是立焊位置，还存在横焊位置，并且也有仰焊位置呢。

焊缝倾角，即焊缝轴线与水平面之间的夹角，见图1—13。

图1—13 焊缝倾角

焊缝转角，它指的是焊缝中心线，而焊缝中心线是焊根和盖面层中心的连线，其与水平参照面Y轴所形成的夹角，可参见图1—14。

图1—14 焊缝转角

其一是平焊位置，此位置焊缝倾角为0°，且焊缝转角是90°，该焊接位置可参见图1—15(a)。

图1—15 各种焊接位置

其分别为，(a)平着进行焊接，(b)横着进行焊接，(c)竖着进行焊接，(d)躺着向上进行焊接，(e)在水平面上进行角接焊接，(f)躺着向下进行角接焊接。

(2)处于横焊位置，焊缝的倾斜角度呈现0°以及180°的情况，焊缝的转动角度为0°和180°后的对接部位，其对应情况呈现在图1—15(b)当中。

(3)立焊位置，其焊缝倾角为90°（立向上），还有焊缝倾角为270°（立向下）的焊接位置，此位置情况可见图1—15(c)。

（4）处于仰焊的位置，对接焊缝的倾角是0°以及180°，转角为270°的那种焊接所在位置，如同图1—15（d）所呈现的这般，有标点符号。

此外，对于角焊位置还规定了另外两种焊接位置。

角焊缝倾角为0°以及180°， 转角为45°还有135°的角焊位置，也就是平角焊位置，其相关情况，见图1—15(e)。

(6)存在这样一种仰角焊位置，其倾角为0°以及180°，还有转角为225°以及315°的角焊位置，相关情况可见图1—15(f)。

焊接于平焊位置、横焊位置、立焊位置、仰焊位置所开展的作业，依次称作平焊、横焊、立焊、仰焊。T形、十字形以及角接接头于平焊位置实施的焊接，被叫做船形焊。工程里常用的水平固定管的焊接，鉴于在管子360°的焊接进程中，涵盖仰焊、立焊、平焊，故而称作全位置焊接。当焊件接缝处于倾斜位置（平、横、立、仰焊位置之外）时开展的焊接被誉为倾斜焊。

四、焊缝形式及形状尺寸

(一)焊缝形式

焊缝按不同分类方法可分为下列几种形式：

按照GB／T 3375—94给出的规定，依据焊缝结合形式来划分，存在对接焊缝、角焊缝、塞焊缝、槽焊缝以及端接焊缝这五种。

1)对接焊缝：是在焊件的坡口面之间，或者是一个零件的坡口面跟另一个零件表面之间，所进行焊接形成的焊缝。

2)角焊缝：沿两直交或近直交零件的交线所焊接的焊缝。

3)端接焊缝：构成端接接头所形成的焊缝。

塞焊缝是这样一种焊缝，两零件相互叠放，其中一块零件上面开有圆孔，通过在圆孔中对两板进行焊接，从而形成的这种焊缝，如果仅仅只是在孔内焊接角焊缝，那么这种情况并不称作塞焊。

5)槽焊缝：两块板相互叠放，其中有一块板开了长孔，在这个长孔里面焊接这两块板的焊缝，仅仅只焊接角焊缝的不称作槽焊。

(2)施焊的当儿，焊缝于空间里所处的位置，作区分被分成平焊缝，立焊缝以及横焊缝这个样子三种状态，除此之外，还有仰焊缝这种形式。

(3)按焊缝断续情况分为连续焊缝和断续焊缝两种形式。

又分为交错式和并列式两种的断续焊缝（图1—16），除注明焊脚K外，还注明断续焊缝里每一段焊缝的长度l以及间距e，且以符号“Z”表示交错式焊缝。

图1—16 断续角焊缝

(a)交错式 (b)并列式

(二)焊缝的形状尺寸

一系列几何尺寸用来表示焊缝的形状，焊缝形式不同，其形状参数也存在差异。

1．焊缝宽度

焊趾指的是，焊缝表面和母材相交接的那个地方。焊缝宽度指的是，焊缝表面处于两焊趾之间的那段距离，就如同图1—17所呈现的那样。

图1—17焊缝宽度

2．余高

那部分超出母材表面，且在焊趾连线上面的焊缝金属，其最大高度被称作余高，有图 1—18 可参考。在静载状态下，它具备一定的加强作用，因而它又被叫做加强高。然而在动载或者交变载荷的情况下，它不但起不到加强作用，反倒由于焊趾处产生应力集中，容易促使脆断现象发生。所以，余高既不能低于母材，同时也不能过高。手弧焊的时候，余高值处于 0～3mm 的范围。

图1—18 余高

3．熔深

处于焊接接头横载面之上，母材或者前道焊缝熔化而成的深度被称作熔深，可查看示图1—19。

图1—19 熔深

(a)对接接头熔深 (b)搭接接头熔深 (c)T形接头熔深

4．焊缝厚度

于焊缝横截面里头，自焊缝正面朝着焊缝背面的那个距离，被称作焊缝厚度，可查看图1—20。

图1—20 焊缝厚度及焊脚

(a)凸形角焊缝 (b)凹形角焊缝

焊缝计算厚度，是设计焊缝之际所运用的焊缝厚度。对于对接焊缝，当焊透之时，它等同于焊件的厚度；而对于角焊缝，它等于在角焊缝横截内所画出的最大直角等腰三角形里，从直角的顶点朝着斜边的垂线长度，在习惯上也将其称作喉厚，可见图1—20。

5．焊脚

角焊缝的横截面里，从一个直角面的焊趾到另再一个直角面表面的最小距离，被称作焊脚 在角焊缝的横截面当中画出的最大等腰直角三角形里直角边的长度叫焊脚尺寸 见图1—20。

6．焊缝成形系数

图1—21 焊缝成形系数的计算

熔焊的时候，单道焊缝横截面上的焊缝宽度是B，焊缝计算厚度是H，它们的比值，也就是ф等于B除以H。这个比值叫焊缝成形系数，可见图1 – 21。系数值要是小，那就意味着焊缝窄且深，这样的焊缝里容易出现气孔和裂纹。所以焊缝成形系数得保持一定数值，比如埋弧自动焊的焊缝成形系数ф要大于1.3。

7．熔合比

是指在熔焊的时候，被熔化掉的母材于焊道金属里所占的比例。各种各样的接头，坡口的形式，焊缝的形式，都列在了表1—3之中。

表1—3 各种坡口、接头及焊缝形式

五、焊缝符号表示法

一般来说，焊缝符号是由基本符号以及指引线所构成的。在有必要的情况下，还能够添加辅助符号、补充符号以及焊缝尺寸符号等等标点符号。

(一)符号

依据GB324—88《焊缝符号表示法》给出的规定，焊缝符号能够分成下面几种：

(1)基本符号

基本符号是表示焊缝横截面形状的符号，见表1—4。

(2)辅助符号

用于表示焊缝表面形状特征的符号是辅助符号，其相关内容见表1—5 ，应用示例的相关情况见表1—6。

(3)补充符号

旨在补充说明焊缝某些特征而被采用的符号是补充符号，其可见表1—7，应用示例可见表1—8。

表1—4基本符号

请注意，其一，不完全熔化的卷边焊缝要用I形焊缝符号予以表示哎，然后呢，还要加注焊缝有效厚度S。

表1—5辅助符号

表1—6 辅助符号的应用示例

表1—7补充符号

表1—8 补充符号应用示例

(二)符号在图纸上的位置

1．基本要求

除了上述所说的基本符号，以及辅助符号，和补充符号之外，完整的焊缝表示方法还涵盖指引线，还有焊缝尺寸符号与数据。

带有箭头的指引线，也就是简称箭头线的部分，以及两条基准线，其中一条是实线，另一条是虚线，这两部分共同构成指引线，如图1—22所示。

图1—22 指引线

2．箭头线和接头的关系

图1—23和图1—24给出的示例说明下列术语的含义：

图1—23 带单角焊缝的T型接头

(a)焊缝在箭头侧 (b)焊缝在非箭头侧

图1—24 双角焊缝的十字接头

a．接头的箭头侧；

b．接头的非箭头侧

3．箭头线的位置

箭头线相对焊缝的位置，一般而言没有特别的规定要求，可以参考图1—25(a)、(b)。可一旦出现标注单边V、单边Y、J形焊缝的情况时，箭头线必须指向带有坡口一侧的工件，具体可见图1—25(c)、(d)。在必要的情形下，是允许箭头线弯折一次的，犹如图1.26所示。

图1—25 箭头线的位置

图1—26 弯折的箭头线

4．基准线的位置

基准线的虚线可以画在基准线的实线下侧或上侧。

正常情况下，基准线常常是跟图样的底边保持平行状态的，然而呢，在一些特殊的状况之下，它也能够和底边呈现出垂直的情形。

5．基本符号相对基准线的位置

相对基准线，基本符号所处于的位置，可见于图1—27(a)、(b)、(c)、(d) ；当进行对称焊缝以及双面焊缝的标注时，虚线是不会被添加的。

图1—27 基本符号相对基准线的位置

(三)焊缝尺寸符号及其标注位置

(1)焊缝尺寸符号，见表1—9。

表1—9焊缝尺寸符号

(2)焊缝尺寸符号及数据的标注原则，如图1—28：

1)焊缝横截面上的尺寸标在基本符号的左侧；

2)焊缝长度方向尺寸标在基本符号的右侧；

图1—28 焊缝尺寸的标注原则

3) 尺寸，诸如坡口角度，还有坡口面角度、根部间隙等，标印于基本符号的上侧，或者下侧。

4)相同焊缝数量符号标在尾部；

5) 要是存在着诸多有待进行标注的尺寸数据，且这些数据不容易分辨清楚的时候，那么可以在数据的前面增添相应的尺寸符号。当箭头线的方向产生变化之际，上述的原则是不会有改变的。

(3)关于尺寸符号的说明

若在基本符号的右侧，不存在其余任何标注，并且也未有其他说明的情况下，这意味着焊缝于工件的整个长度范围之内，呈现出连续的状态。

(2)当基本符号处于左侧，不存在任何标注，并且没有其他说明的情况时，这意味着对接焊缝需要完全焊透。

3)塞焊缝、槽焊缝带有斜边时，应该标注孔底部的尺寸。

六、焊接工艺参数及其对焊缝形状的影响

焊接的时候，为了确保焊接质量而被选定的各项参数，像焊接电流、电弧电压、焊接速度、线能量等合起来的别称叫作焊接工艺参数，那个所谓的线能量指的是熔焊时，焊接热源导入给单位长度焊缝上的能量，单位有焦尔／厘米或者焦尔／毫米，也就是J／cm或J／mm，也被称作热输入。

线能量的计算公式为：

式中 Q——线能量，J／cm或J／mm；

I——焊接电流，A；

U——电弧电压，V；

V——焊接速度，cm／s或mm／s。

例：某焊接性试验的焊接工艺参数如下：焊条直径4mm，焊接

有着180A的电流，存在24V的电弧电压，具备150mm／min的焊接速度，去试算它的线能。

量。

解：线能量

答：该试验的线能量为1728J／mm。

(一)焊接电流

当其他条件维持不变的情况下，要是增加焊接电流，那么焊缝厚度会增加，并且余高也会增加，可焊缝宽度呀，几乎是保持不变的呢（虽说或者略有增加），请看图1—29，这可是埋弧自动焊时所呈现出的实验结果哦。去分析这些现象背后的原因是：

焊接电流增大之际，电弧的热量增多，如此一来，熔池体积会随着电流增大，弧坑深度也会随着电流增大，故而冷却之后，焊缝厚度便会增加。

（2）当焊接电流增大之时，焊丝的熔化数量也会增多，所以焊缝的余高也会跟着增加，要是采用不填充焊丝的钨极氩弧焊，那么余高就不会出现增加的情况。

焊接电流增加之际，一方面，电弧截面会稍有增加，随之使得熔宽加大；另一方面，电流的增加会助力弧坑深度加深。鉴于电压未发生改变，故而弧长同样不变，进而致使电弧潜入熔池，让电弧的摆动范围缩小，于是便促使熔宽减小。因两者协同发挥作用，因此实际上熔宽近乎维持不变。

图1—29 焊接电流对焊缝形状的影响

H—焊缝厚度 B—焊缝宽度 d—余高 I—焊接电流

(二)电弧电压

在其它条件保持不变的状况下，电弧电压出现增长，此时焊缝宽度会显著地增多，转而焊缝厚度和其余高将会稍微地有所减小，情况可见图1—30。这是源于电弧电压的增加表明电弧K度出现了增加，所以电弧摆动的范围得以扩大进而致使焊缝宽度加大。其次，在弧长增加之后，电弧的热量损失变得更大，故而用来熔化母材以及焊丝的热量有所减少，相应地焊缝厚度和余高也就略微变小。

图1—30 电弧电压对焊缝形状的影响

由此能够看出，电流属于决定焊缝厚度的主要因素，然而电压却是影响焊缝宽度的主要因素。所以，为能够获取良好的焊缝形状，也就是获取符合要求的焊缝成形系数，这两个因素是相互制约的，也就是一定的电流要与一定的电压相配合，不应当把一个参数在较大范围内随意变动。

(三)焊接速度

具有明显影响的是，焊接速度对于焊缝厚度以及焊缝宽度而言。当焊接速度呈现出增加的态势时，焊缝厚度以及焊缝宽度均会出现大为下降的情况，关于此可见图1—31。这是源于当焊接速度增加起来的时候，焊缝之中在单位时间之内输入的热量出现了减少的状况。

图1—31 焊接速度对焊缝形状的影响

就焊接生产率而言，焊接速度越快越好。然而，当焊缝厚度有一定要求时，若要提升焊接速度，那就需要进一步增大焊接电流以及电弧电压。故而，这三个工艺参数应当综合起来予以选用。

(四)其它工艺参数及因素对焊缝形状的影响

电弧焊，除了上述那三个主要的工艺参数之外，其他的一些工艺参数，以及一些因素，对焊缝形状，也具有一定的，影响。

在其它条件保持不变的情况下，当涉及电极直径以及焊丝外伸长这两个因素时，若是减小电极（也就是焊丝）直径，那么这一行为不但会致使电弧截面变小，并且还会让电弧的摆动范围有所缩减，如此一来，焊缝厚度以及焊缝宽度都会随之变小。

从焊丝跟导电嘴的接触点到焊丝末端的长度，被称作焊丝外伸长，也就是焊丝上通电部分的长度。电流在焊丝的外伸长上通过的时候，将会产生电阻热。所以，一旦焊丝外伸长增加，电阻热也会增加，焊丝熔化加速，于是余高增加。焊丝直径越小或者材料电阻率越大，这种影响就越显著。据实践证明，对于结构钢焊丝而言，直径在5mm以上的粗焊丝，当焊丝的外伸长在60至150mm的范围内变动时，实际上可以将其影响忽略。当焊丝直径小于3mm，且碰到焊丝外伸长波动范围超过5～10mm的情况，便有可能对焊缝成形造成明显影响。不锈钢焊丝的电阻率极大，相应的这种影响也就更为突出。所以，针对于细焊丝，尤其是不锈钢熔化电极弧焊时，务必要留意控制外伸长的稳定性。

(2)焊接时，电极（焊丝）相对于焊接方向能够倾斜一个角度，这便是电极（焊丝）倾角。当电极（焊丝）的倾角顺着焊接方向，此为后倾；逆着焊接方向，则叫前倾，可参见图1—32(a)、(b)。在电极（焊丝）前倾时，电弧力对熔池液体金属后排的作用有所减弱，熔池底部的液体金属变厚了，对电弧加热熔池底部母材形成了阻碍，所以焊缝厚度减小。与此同时，电弧对熔池前部未熔化母材的预热作用得以加强，基于此，焊缝宽度增大，余高减小，前倾形成了这样的角度。愈小，这一影响愈明显，见图1—32(c)。

图1—32 电极(焊丝)倾角对焊缝形状的影响

(a)后倾 (b)前倾 (c)前倾倾角的影响

电极(焊丝)后倾时，情况与上述相反。

(3)当焊件呈现出相对水平面倾斜这种状态时，焊缝的形状会因为焊接方向存在不同而出现明显的差别。焊件出现倾斜现象之后，焊接方法一共可以被划分成两种，一种是从高处朝着低处进行焊接，这种焊接方式被称作下坡焊。此时情况是，另一种是从低处朝向高处开展焊接，这种焊接方式被叫做上坡焊，于此需注意的是，可见图1—33(a)(b)。

图1—33 焊件倾角对焊缝形状的影响

(a)向下倾斜着进行焊接，(b)向上倾斜着进行焊接，(c)当以向下倾斜的方式进行焊接的时候,焊件倾斜角度所产生的影响，(d)当以向上倾斜的方式进行焊接当时,焊件倾斜角度所产生的影响。

在进行上坡焊这个动作的过程当中，熔池里面的液体金属，于重力以及电弧力的这种作用之下，会朝着熔池尾部的方向流动，电弧能够深入进去，从而加热熔池底部的金属，所以就致使焊缝的厚度以及余高都有了增加。与此同时，熔池前部的加热作用出现了减弱的情况，电弧摆动的范围变小，于是焊缝宽度小了。上坡的角度越大，这种影响就越发明显。当坡口角度占据大于6°至12°这个范围的时候，焊缝就会因为余高过大，并且两侧出现咬边的状况，进而使得成形变得恶劣，具体可见图1—33(d)。因此，在自动电弧焊的情形下，实际上一直都是尽可能地去避免采用上坡焊这种方式。

相较于其他情况，下坡焊呈现出与之相反的状况，具体表现为，焊缝厚度出现了略微的减小，余高也有略微的减低，然而焊缝宽度在此情形下却有略微的增大。所以，关于倾角。

（4）坡口形状，在其它条件保持不变的情形下，当增加坡口深度以及宽度的时候，焊缝厚度会有稍微的增加，焊缝宽度也会有稍微的增加，然而余高会显著地减小，可见图1—34。

图1—34 坡口形状对焊缝形状的影响

(5)焊剂，在埋弧焊时，焊剂的成分会对焊缝形状有一定影响，焊剂的密度会对焊缝形状有一定影响，焊剂的颗粒度会对焊缝形状有一定影响，焊剂的堆积高度会对焊缝形状有一定影响。当其它条件相同时，稳弧性较差的那种焊剂，其焊缝厚度会比较大，而焊缝宽度会比较小。焊剂密度小的时候，颗粒度大的时候，或者堆积高度减小的时候，由于电弧四周压力减低，弧柱体积膨胀，电弧摆动范围扩大，所以焊缝厚度减小，焊缝宽度增加，余高略为减小。此外，熔渣粘度对焊缝表面成形存在很大影响，要是粘度过大，那么会致使熔渣的透气性不佳，熔池结晶的时候所排出的气体没办法经由熔渣排出，进而使焊缝表面形成诸多凹坑，导致成形恶化。

焊接时，保护气体成分影响焊缝形状，熔滴过渡形式也与焊缝形状关联紧密，气体保护焊时，这种影响尤为明显。进行熔化极气体保护焊直流反接，采用不同保护气体，焊缝形状会变化，如图1—35所示。射流过渡氩弧焊常形成明显蘑菇状焊缝，氩气中添加O2、CO2或H2，能让根部成形展宽，焊缝厚度稍有增加。颗粒状和短路过渡电弧焊所形成的焊缝形状宽并且浅。

图1—35 保护气体成分对焊缝形状的影响

(7)母材的化学成分，其化学成分存在差异，在其他工艺因素保持不变的情形下，焊缝形状并不相同，于此种状况下，这一类情况在进行氩弧焊操作时显得尤为显著。比如说，有三种产自不同地方的对应的金属材料，它们属于不锈钢材质，运用钨极氩弧焊的方式来实施焊接。在采用一模一样的焊接工艺参数之际，所获取到的焊缝形状会出现各种变化，相关变化情况可见表1 — 10。

表1—10 母材化学成分对焊缝形状的影响

注意，钨棒的端部需为45°，弧长是2mm，电流为150A，焊接速度是300mm／min。